THE ROLE OF ANTI-MULLERIAN HORMONE IN THE PATOGENESIS OF ENDOMETRIOSIS

Full Text Введение Эндометриоз - рецидивирующее гинекологическое заболевание, характеризующееся ростом желёз и стромы эндометрия вне полости матки, затрагивающее около 10% женщин репродуктивного возраста и 20-50% пациенток с проблемами фертильности. Симптомы заболевания значительно различаются, но обычно включают прогрессирующую овариальную недостаточность, бесплодие и раннюю менопаузу, болезненные половые акты (диспареуния) и боль до и (или) во время менструации (дисменорея), боль в мочевом пузыре, кишечнике и хроническую боль в области таза. Эндометриоз имеет важные социально-экономические последствия, поскольку снижает качество жизни пациенток и приводит к значительным расходам здравоохранения на диагностику и лечение [1]. Несмотря на то, что эндометриоз - доброкачественное заболевание, всё большим числом исследований подтверждается, что он представляет собой начальные стадии неопластических процессов. Общие черты, присущие эндометриозу и раку, включают способность избегать апоптоза, дисрегуляцию развития зрелых стволоподобных клеток, неоваскуляризацию, прогрессирующее течение, имплантацию в отдалённые участки, создание микроокружения, которое делает течение заболевания автономным и подавляет иммунную систему [2]. Кроме того, ряд исследований продемонстрировали эпидемиологическую связь эндометриоза с раком эндометрия, раком молочной железы, колоректальным раком, неходжкинской лимфомой и другими злокачественными новообразованиями [3]. Эндометриоз характеризуется генетической нестабильностью. В эндометриоидных очагах обнаружены мутации генов-супрессоров опухолевого роста PTEN, p53, BCL, ARID1A и TP53 и онкогенов KRAS, PIK3CA и BRAF [4]. Однако точные механизмы данного явления остаются неизвестными. Исследования, проведённые в масштабе генома, а также при секвенировании транскриптомов, показали, что гены из области 1p36 хромосомы могут иметь важное значение как при развитии эндометриоза, так и в трансформации эндометриоза в рак [5]. Несмотря на то, что имеется большое количество данных об этой патологии, наше понимание патогенеза заболевания остаётся неполным. Необходимо объединить многочисленные данные генетических, эпигенетических и иммунологических исследований, чтобы предложить единую согласованную теорию патогенеза эндометриоза [6]. Существуют различные терапевтические и хирургические методы лечения эндометриоза, однако они сопряжены с высокой частотой рецидивов и появлением нежелательных побочных эффектов (до 45%), поэтому необходимы новые подходы в его лечении [7], что невозможно без более глубокого понимания патогенеза этого заболевания. Полученные в последнее время данные указывают на возможность использования антимюллерова гормона (AMГ) в качестве терапевтического препарата для лечения эндометриоза и возможную роль этого вещества в развитии заболевания (рис. 1) [8]. Рост числа доказательств, что АМГ может выступать в качестве ингибитора роста опухолевых клеток, побудил изучить влияние АМГ на эндометриоз, демонстрирующий признаки злокачественных новообразований. Антимюллеров гормон (АМГ) и рецептор к антимюллерову гормону (РАМГ) AMГ представляет собой гомодимерный гликопротеин, который был первоначально идентифицирован как фактор дифференцировки мужского пола, он экспрессируется клетками Сертоли семенников плода и вызывает регрессию мюллеровых протоков. В отсутствие AMГ из мюллеровых протоков развивается матка, маточные трубы, верхняя часть влагалища и яичниковый эпителий [9]. У женщин AMГ продуцируется клетками гранулёзы, преантральными и антральными фолликулами, его основная физиологическая роль в яичниках заключается в ингибировании ранних стадий фолликулярного развития. АМГ изучают в связи с его потенциальной клинической актуальностью: диагностика интерсексуальности, крипторхизма и анорхии у детей, диагностика раннего или отсроченного полового созревания, опухолей клеток гранулёзы, оценка функции яичников у больных, которые перенесли химиотерапию, и наблюдение за женщинами с поликистозом яичников [10]. Для проявления биологической активности антимюллерову гормону требуется его взаимодействие со специфическими рецепторами: РАМГ I и РАМГ II (рецепторы антимюллерова гормона I и II типов). Эти одиночные мембранные структуры серин/ треонинкиназы фосфорилируются при связывании с АМГ и инициируют внутриклеточные каскады, регулирующие клеточный цикл и изменяющие транскрипцию ряда генов в зависимости от тканей-мишеней [11]. Большинство исследований показывают, что АМГ ингибирует рост тканей, экспрессирующих рецепторы АМГ II типа (РАМГ II), и вызывает регрессию гинекологических злокачественных опухолей (рак яичников, шейки матки, эндометрия и молочной железы) [7]. АМГ - индуктор апоптоза и ингибитор клеточной пролиферации J. Wang и соавт. продемонстрировали, что эндометрий взрослой женщины имеет функциональную систему передачи сигналов АМГ → РАМГ II, и активация этой системы способна отрицательно регулировать клеточную жизнеспособность в культивируемых клетках эндометрия. Также было показано, что АМГ является регулятором роста всех клеток «мюллерового» происхождения: клеток эндометрия, яичников, шейки матки [12]. В исследовании, проведённом J. Namkung и соавт., показано, что АМГ угнетает жизнеспособность клеток эндометриоидных очагов в опытах in vitro за счёт усиления их апоптоза. Этот эффект объяснялся ингибированием роста стромальных клеток (СК) эндометрия вследствие укорочения фаз S и G2M и удлинения фаз G0G1 и sub-G0G1 клеточного цикла [7]. Аналогичные данные приводят P. Signorile и соавт., в их исследовании установлено, что АМГ, действуя паракринно, подавляет клеточную выживаемость в эндометрии. При обработке клеточных линий эндометриоза АМГ выявлена способность этого гормона вызывать гибель клеток в S-фазе клеточного цикла и увеличивать количество клеток в фазах G1 и G2, что приводило к прогрессирующему снижению жизнеспособности клеток и увеличению фракции погибших клеток. В исследовании S. Kim и соавт. иммуногистохимически и с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) определяли уровни экспрессии АМГ и РАМГ II в тканях аденомиоза 28 пациенток, перенёсших тотальную гистерэктомию, и в нормальном эндометрии 28 женщин. Уровни экспрессии мРНК АМГ и РАМГ II в очагах аденомиоза были выше, чем в тканях эндометрия. Эти данные свидетельствуют о том, что АМГ можно оценивать как биологический модулятор или терапевтический посредник при аденомиозе [9]. В исследовании, проведённом P. Carrarelli и соавт., получены следующие результаты: эндометрий пациенток с эндометриозом экспрессировал более высокие уровни АМГ и РАМГ II, чем эндометрий пациенток контрольной группы (женщины без эндометриоза, которым выполняли лапароскопическую хирургию для трубной стерилизации) без существенных различий между пролиферативной и секреторной фазами. В образцах тканей эндометриом и глубокого инфильтративного эндометриоза (с вовлечением кишечника, ректовагинальной перегородки, мочевого пузыря) также выявлялась высокая экспрессия AMГ и РAMГ II. В исследовании также показано, что при добавлении AMГ к культивируемым СК эндометрия происходит увеличение количества каспазы-3, -7 и аннексина V, что приводит к подавлению жизнеспособности клеток (это соответствует проапоптотическому эффекту) и ингибированию клеточной пролиферации [13]. АМГ - ингибитор активности гена CYP 19 Повышенная продукция эстрогенов является постоянно наблюдаемой эндокринной особенностью эндометриоидных гетеротопий. Известно, что метаболизм эстрогенов опосредуется специальными ферментными системами, принадлежащими к цитохромам Р450. Одной из изоформ цитохрома Р450 является ароматаза, конвертирующая андрогены в эстрогены. Кодирующий ароматазу ген CYP19 локализуется в хромосоме 15q21.2. В эндометрии здоровых женщин ароматаза не выявляется, однако её экспрессия постоянно обнаруживается в эндометриоидных очагах и в эутопическом эндометрии женщин, страдающих эндометриозом [14]. Считается, что аберрантно экспрессированная ароматаза в эндометриоидных имплантатах является одним из основных факторов, способствующих развитию гиперэстрогенного микроокружения эндометриоза и прогрессированию заболевания [15]. В ряде исследований показано, что в эктопически расположенном эндометрии выявляется повышенная экспрессия гена ароматазы CYP19. Имеется небольшое число работ, в которых изучалось влияние АМГ на экспрессию гена CYP19. Так, M. Grossman и соавт. продемонстрировали активность АМГ в отношении CYP19 на культивируемых клетках гранулёзы яичников в лютеиновую фазу цикла [16]. P.G. Signorile и соавт. экспериментально получили данные, показывающие, что AMГ способен ингибировать экспрессию гена CYP19, ответственного за активность ароматазы [8]. АМГ - индуктор аутофагии Аутофагия - неапоптотическая форма запрограммированной клеточной гибели, индуцируемая многочисленными внутриклеточными и внеклеточными стимулами. В железистых и стромальных клетках эндометрия здоровых женщин аутофагия существует в течение всего менструального цикла. Однако в эутопическом эндометрии и эктопических очагах у женщин, больных эндометриозом, процессы аутофагии нарушены, что приводит к ограничению апоптоза, пролиферации эндометриоидных клеток и аномальным иммунным реакциям (рис. 2). Аберрантная аутофагия, возникающая в эутопическом эндометрии и эктопических очагах при эндометриозе, участвует в патогенезе эндометриоидной болезни, приводя к гиперплазии эндометриоидных клеток и ограничивая апоптоз [17]. Так, в исследовании L. Zhang и соавт. показано, что в эутопическом и эктопическом эндометрии пациенток с эндометриозом наблюдается изменённая экспрессия генов, связанных с аутофагией [18], генов-индукторов аутофагии Beclin-1 и LC3, гена-адаптора аутофагии p62 и гена ингибитора CXCR4 [19-21]. Гормоны, гипоксия, окислительный стресс и другие факторы значительно ослабляют аутофагию в эктопическом эндометрии, что приводит к пролиферации, инвазии и ангиогенезу, а также к снижению апоптоза и активности NK-клеток в эктопических очагах, что в конечном итоге способствует прогрессированию эндометриоза [17]. В исследовании J.Y. Choi и соавт. установлено, что в эндометрии человека аутофагия индуцируется в железистых клетках во время секреторной фазы менструального цикла и вызывает гибель клеток посредством усиления экспрессии гена Beclin-1 - гена-супрессора опухолевого роста, который регулирует апоптоз и аутофагию, с последующей активацией каспазы (белка семейства цистеиновых протеаз, играющего важную роль в процессах апоптоза и некроза) [19]. Белок Beclin-1, кодируемый геном Beclin-1, является характерным маркерным белком аутофагии, а также важным её регулятором [21]. В работе Longyu Zhang и соавт. показано, что у женщин, больных эндометриозом, уровень белка Beclin-1 в культивируемых стромальных клетках эутопического эндометрия и в эндометриоидных тканях заметно ниже по сравнению с таковым у пациенток без патологии [18]. При стимуляции аутофагии запускается каскад превращений, регулируемых геном-супрессором аутофагии - LC3 (ген лёгких цепей 3) [22]. LC3 расщепляется до LC3-I и конъюгирует с фосфатидилэтаноламином с образованием LC3-II, эта последовательность превращений, происходящих на аутофагосомальной мембране, является отличительной чертой аутофагии. Преобразование LC3-I в LC3-II необходимо для формирования аутофагосом, и уровни LC3-II пропорциональны количеству накопленых аутофагических вакуолей [23]. Исследование J. Mei и соавт. показало, что в секреторную фазу цикла в стромальных клетках эндометриоидных гетеротопий происходит угнетение превращения LC3-I в LC3-II и усиление экспрессии гена p62 (гена-адаптора аутофагии) по сравнению с эутопическим эндометрием [22]. В исследовании X. Sui и соавт. проведена оценка экспрессии генов лёгких цепей 3 (LC3), ассоциированных с микротрубочками, Beclin-1 и матриксной металлопротеиназы-2 (MMP-2) в крови и перитонеальной жидкости пациенток с эндометриозом. Результаты показали, что уровни мРНК LC3 и Beclin-1 в группе пациенток с эндометриозом были значительно ниже, чем в контрольной группе (женщины без эндометриоза), в то время как уровни мРНК MMP-2 в сыворотке и перитонеальной жидкости группы были выше, чем в контрольной группе (p < 0,05). Определение экспрессии генов этих трёх белков можно использовать в качестве простого и быстрого метода для клинической диагностики эндометриоза [21]. Одним из основных компонентов сигнальных путей аутофагии служит киназа mTOR, выступающая основным супрессором данного процесса [24]. По данным J. Choi и соавт., повышенная активность mTOR в секреторную фазу цикла приводит к ослаблению аутофагии в эндометриоидных очагах [25]. В исследовании D. Choi показано, что применение препаратов-ингибиторов mTOR (3-метиладенина) вызывает усиление экспрессии LC3-II в эндометриоидных тканях, что свидетельствует об активации аутофагии [26]. Имеются работы, посвящённые изучению влияния АМГ на процессы аутофагии в клетках эндометриоидных гетеротопий. Так, в работе J. Kim и соавт. показано, что АМГ индуцирует аутофагию посредством усиления экспрессии Beclin-1, стимулирующего аутофагию в линии клеток эндометриоза [11]. M. Borahay и соавт. изучали влияние АМГ на жизнеспособность эндометриоидных клеток. При обработке клеток (in vitro) АМГ выявлялось дозозависимое ингибирование роста клеточных линий (максимальное ингибирование - 50% при концентрации АМГ 10 мг/мл, 44% - при 5 мг/мл). Также было показано, что АМГ усиливает аутофагию посредством повышения экспрессии белка-индуктора аутофагии - Beclin-1 и активацию (путём фосфорилирования) ERK (extracellular signal-regulated kinase - киназа, регулируемая внеклеточными сигналами). При оценке экспрессии LC3-II в эндометриоидных клетках, обработанных АМГ, наблюдалось значительное усиление индукции LC3-II, что указывает на активно протекающую аутофагию. В интактных клетках в тех же условиях не происходило усиление экспрессии LC3-II. Это исследование также показало, что АМГ обладает способностью ингибировать пролиферацию и вызывать обратное развитие эктопических очагов эндометрия [23]. Из всех этих исследований ясно, что существует тесная связь между аутофагией и эндометриозом, но какое влияние аутофагия оказывает на развитие эндометриоза и каковы механизмы этого влияния, до сих пор вопрос дискуссионный. Аутофагия может быть патогенетическим звеном в прогрессировании эндометриоидной болезни, так как способность эндометриоидных клеток подвергаться этому процессу при эндометриозе угнетается [18]. АМГ вызывает усиление экспрессии белка Beclin-1, что приводит к индукции аутофагии и подавлению выживаемости эндометриоидных клеток [1]. Использование препаратов для лечения эндометриоза также связано с усилением аутофагии [15]. АМГ в крови А. Pacchiarotti и соавт. продемонстрировали снижение уровня АМГ в сыворотке крови у 65 женщин с существующим эндометриозом (односторонние эндометриомы, узелки эндометриоза ректовагинальной перегородки или поражение маточно-крестцовых связок) по сравнению со 130 женщинами группы контроля, перенёсшими рутинный физикальный осмотр, без явных/видимых гинекологических заболеваний [27]. Заключение Антимюллеров гормон - один из наиболее значимых регуляторных факторов репродуктивной функции женщины. Согласно современным исследованиям, АМГ ингибирует эндогенную продукцию эстрогенов, индуцирует остановку клеточного цикла, апоптоз и аутофагию в стромальных клетках эндометрия человека и в клетках эндометриоидной линии in vitrо. Изменения характера экспрессии АМГ являются важным звеном в патогенезе эндометриоидной болезни и позволяют рассматривать его в качестве препарата для таргетной терапии этого заболевания.About the authors N. B Paramonova I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)119991, Moscow, Russian Federation Tatyana A. Semeryuk I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University) Email: [email protected] a fifth-year student of the International School “Medicine of the Future” of the I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University), Moscow, 119991, Russian Federation 119991, Moscow, Russian Federation

- Signorile P., Baldi A. New evidence in endometriosis. Int. J. Biochem. Cell Biol. 2015; 60:19-22. doi: 10.1016/j.biocel.2014.12.019 - Hickey M., Ballard K., Farquhar C. Endometriosis. BMJ. 2014; 348(mar19 5): g1752-g1752. doi: 10.1136/bmj.g1752 - Krawczyk N., Banys-Paluchowski M., Schmidt D., Ulrich U., Fehm T. Endometriosis-associated Malignancy. Geburtshilfe Frauenheilkd. 2016; 76(02):176-81. doi: 10.1055/s-0035-1558239 - Romero I., Bast R. Minireview: Human ovarian cancer: biology, current management, and paths to personalizing therapy. Endocrinology. 2012;153(4):1593-602. doi: 10.1210/en.2011-2123 - Pollacco J., Sacco K., Portelli M., Schembri-Wismayer P., Calleja-Agius J. Molecular links between endometriosis and cancer. Gynecol. Endocrinol. 2012; 28(8): 577-81. doi: 10.3109/09513590.2011.650761 - Czyzyk A., Podfigurna A., Szeliga A., Meczekalski B. Update on endometriosis pathogenesis. Minerva Ginecol. 2017; 69(5): 447-61. doi: 10.23736/S0026-4784.17.04048-5 - Namkung J., Song J., Jo H. et al. Müllerian inhibiting substance induces apoptosis of human endometrial stromal cells in endometriosis. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2012; 97(9): 3224-30. doi: 10.1210/jc.2012-1538 - Signorile P., Petraglia F., Baldi A. Anti-mullerian hormone is expressed by endometriosis tissues and induces cell cycle arrest and apoptosis in endometriosis cells. J. Experim. Clin. Cancer Res. 2014; 33(1). doi: 10.1186/1756-9966-33-46 - Kim S., Moon H., Lee M. et al. The expression of Müllerian inhibiting substance/anti-Müllerian hormone type II receptor in myoma and adenomyosis. Obstet. Gynecol. Sci. 2018; 61(1):127. doi: 10.5468/ogs.2018.61.1.127 - Ozzola G. Anti-Müllerian hormone: A brief review of the literature. Clin. Ter. 2017; 168(1): e14-e22. doi: 10.7417/CT.2017.1976 - Kim J., MacLaughlin D., Donahoe P. Müllerian inhibiting substance/anti-Müllerian hormone: A novel treatment for gynecologic tumors. Obstet. Gynecol. Sci. 2014; 57(5): 343. doi: 10.5468/ogs.2014.57.5.343 - Wang J., Dicken C., Lustbader J., Tortoriello D. Evidence for a Müllerian-inhibiting substance autocrine/paracrine system in adult human endometrium. Fertil. Steril. 2009; 91(4):1195-203. doi: 10.1016/j.fertnstert.2008.01.028 - Carrarelli P., Rocha A., Belmonte G. et al. Increased expression of antimüllerian hormone and its receptor in endometriosis. Fertil. Steril. 2014;101(5):1353-8. doi: 10.1016/j.fertnstert.2014.01.052 - Gupta D., Hull M., Fraser I. et al. Endometrial biomarkers for the non-invasive diagnosis of endometriosis. Cochrane Database of Systematic Reviews. 2016. doi: 10.1002/14651858.cd012165 - Zhan L., Li J., Wei B. Autophagy in endometriosis: Friend or foe? Biochem. Biophys. Res. Commun. 2018; 495(1): 60-63. doi: 10.1016/j.bbrc.2017.10.145 - Grossman M., Nakajima S., Fallat M., Siow Y. Müllerian-inhibiting substance inhibits cytochrome P450 aromatase activity in human granulosa lutein cell culture. Fertil. Steril. 2008; 89(5):1364-70. doi: 10.1016/j.fertnstert.2007.03.066 - Yang H., Mei J., Chang K., Zhou W., Huang L., Li M. Autophagy in endometriosis. Am. J. Transl. Res. 2017; 9(11): 4707-25. PMCID: PMC5714760 - Zhang L., Liu Y., Xu Y., Wu H., Wei Z., Cao Y. The expression of the autophagy gene beclin-1 mRNA and protein in ectopic and eutopic endometrium of patients with endometriosis. Int. J. Fertil. Steril. 2015; 8(4): 429-36. PMCID: PMC4355304 - Choi J., Jo M., Lee E., Oh Y., Choi D. The role of autophagy in human endometrium. Biol. Reprod. 2012; 86(3). doi: 10.1095/biolreprod.111.096206 1. - Ruiz A., Rockfield S., Taran N. et al. Effect of hydroxychloroquine and characterization of autophagy in a mouse model of endometriosis. Cell Death and Disease. 2016; 7(1): e2059. doi: 10.1038/cddis.2015.361 - Sui X., Li Y., Sun Y., Li C., Li X., Zhang G. Expression and significance of autophagy genes LC3, Beclin1 and MMP-2 in endometriosis. Exp. Ther. Med. 2018;16(3):1958-62. doi: 10.3892/etm.2018.6362 - Mei J., Zhu X., Jin L., Duan Z., Li D., Li M. Estrogen promotes the survival of human secretory phase endometrial stromal cells via CXCL12/CXCR4 up-regulation-mediated autophagy inhibition. Hum. Reprod. 2015; 30(7): 1677-89. doi: 10.1093/humrep/dev100 - Borahay M., Lu F., Ozpolat B. et al. Mullerian inhibiting substance suppresses proliferation and induces apoptosis and autophagy in endometriosis cells in vitro. ISRN Obstet. Gynecol. 2013; 2013:1-6. doi: 10.1155/2013/361489 - Адамян Л.В., Асатурова А.В., Степанян А.А., Попрядухин А.Ю. Роль механизмов аноикиса и аутофагии в патогенезе эндометриоза (обзор литературы). Проблемы репродукции. 2017; 4: 81-6. / Adamyan L.V., Asaturova A.V., Stepanyan A.A., Popryaduhin A.Yu. The role of the mechanisms of anoikis and autophagy in the pathogenesis of endometriosis (a review). Prob. reprod. 2017; 4: 81-6 (in Russian) - Choi J., Jo M., Lee E., Lee D, Choi D. Dienogest enhances autophagy induction in endometriotic cells by impairing activation of AKT, ERK1/2, and MTOR. Fertil. Steril. 2015; 104(3): 655-64.e1. doi: 10.1016/j.fertnstert.2015.05.020. - Choi J., Jo M., Lee E., Kim H., Choi D. Differential induction of autophagy by mTOR is associated with abnormal apoptosis in ovarian endometriotic cysts. Mol. Hum. Reprod. 2013; 20(4):309-317. doi: 10.1093/molehr/gat091 - Pacchiarotti A., Frati P., Milazzo G., Catalano A., Gentile V., Moscarini M. Evaluation of serum anti-Mullerian hormone levels to assess the ovarian reserve in women with severe endometriosis. European J. Obstet. Gynecol. Reprod. Biol. 2014; 172: 62-4. doi: 10.1016/j.ejogrb.2013.10.003